Botanik
Wie können Pflanzen riechen?
Matthias Erb, Professor am Institut für Pflanzenwissenschaften an der Universität Bern, versucht herauszufinden, wie Pflanzen Duftstoffe wahrnehmen können. Er erzählt im Videointerview, weshalb diese Forschung zu einer nachhaltigen Landwirtschaft beitragen kann.
Matthias Erb: Wir wollen herausfinden, wie Pflanzen riechen können. Wie sie es schaffen, Duftstoffe wahrzunehmen. Wenn eine Pflanze Duftstoffen ausgesetzt ist – zum Beispiel von einer Nachbarpflanze, die von Schädlingen befallen ist –, aktiviert sie ihr eigenes Immunsystem, für den Fall, dass sie als Nächste dran ist.
Pflanzen sind also in der Lage, Duftstoffe aus ihrer Umgebung als Informationsquelle zu nutzen. Wie das funktioniert, weiss aber noch niemand so genau. Das wollen wir mit unserer Forschung herausfinden.
Wieso ist das aus wissenschaftlicher Sicht wichtig?Pflanzen sind wahnsinnig erfolgreich. Sie machen mehr als 80 Prozent der weltweiten Biomasse aus. Sie sind äusserst wichtig für das Klima und die Grundlage der terrestrischen Biodiversität. Zu verstehen, wie all diese verschiedenen Pflanzen überleben und wachsen, ist für das Verständnis unseres Planeten von grundlegender Bedeutung. Die Fähigkeit der Pflanzen, mit ihrer Umwelt zu interagieren, ist dabei wahrscheinlich sehr wichtig.
Wir erforschen, wie Pflanzen dies bewerkstelligen, also wie sie ihre Umwelt wahrnehmen und wie sie auf diese reagieren. Damit tragen wir zum Verständnis der Natur unseres Planeten bei.
Was für einen Nutzen für die Gesellschaft könnte daraus resultieren?Stellen Sie sich vor, wir könnten mit Pflanzen sprechen. Genau das können wir langfristig mit Duftstoffen erreichen. Wenn wir verstehen, wie Pflanzen Duftstoffe wahrnehmen, dann können wir ihnen zum richtigen Zeitpunkt die richtigen Impulse geben, damit sie optimal wachsen.
Wenn zum Beispiel der Wetterbericht eine längere Dürreperiode vorhersagt, könnten wir die Pflanzen rechtzeitig dazu bringen, ihre Widerstandsfähigkeit gegen Trockenheit zu erhöhen, indem wir einen entsprechenden natürlichen Duftstoff im Feld verströmen lassen. Oder wir könnten sie kurz vor der Ernte dazu bringen, mehr gesundheitsrelevante Stoffe zu produzieren. Oder wenn Schädlinge und Krankheitserreger drohen, könnten wir ihr Immunsystem durch die Zugabe eines Duftstoffs, der dieses stimuliert, rechtzeitig aktivieren.
Ein besseres Verständnis der Duftstoff-Interaktionen wird es uns also langfristig ermöglichen, mit Pflanzen sehr spezifisch zu interagieren und so zu einer gesünderen, nachhaltigeren Landwirtschaft beizutragen.
Was fasziniert Sie persönlich an diesem Forschungsprojekt?Ich persönlich finde es faszinierend, wie Pflanzen ohne zentrales Nervensystem und ohne Gehirn auf so vielfältige Weise ihre Umwelt wahrnehmen und darauf reagieren können. Die Mechanismen, die dahinterstecken, sind oft relativ einfach, aber auch wunderbar elegant. Es ist mir eine Freude und ein Privileg, solche Mechanismen erforschen und entdecken zu dürfen und damit auch meine eigene Faszination für Pflanzen und ihre Überlebensfähigkeit auszuleben.
Was ist die grösste Herausforderung, die es zu überwinden gilt?Wenn man etwas Neues entdecken will, ist der Weg dorthin nie einfach. In unserem Fall mussten wir zuerst eine Technologie entwickeln, um bei vielen Pflanzen gleichzeitig feststellen zu können, ob und wie sie auf Duftstoffe reagieren. Jetzt, wo wir diese Technologie haben, beginnt die Suche nach der «Nadel im Heuhaufen».
Für ein solches Projekt braucht man Technologie, finanzielle Förderung und Durchhaltevermögen. Wir sind sehr privilegiert und dankbar, dass wir hier an der Universität Bern solche Langzeitprojekte durchführen können. Es sind diese Projekte, die schlussendlich zu völlig neuen Erkenntnissen führen, die für die ganze Welt relevant sind und auch Anwendungspotenzial haben.
Wie ist das Forschungsprojekt finanziert?Unser Projekt wird von der EU, dem Schweizerischen Nationalfonds (SNF), dem Staatssekretariat für Bildung, Forschung und Innovation (SBFI) und der Universität Bern unterstützt. Wesentliche Beiträge kommen von zwei Grants des Europäischen Forschungsrats ERC – einer davon wurde in die Schweiz transferiert und wird nun vom SBFI finanziert – , die genau für solche risikoreichen, aber auch sehr gewinnbringenden Forschungsprojekte gedacht sind. Dafür sind wir sehr dankbar.
Dieser Artikel erscheint auch im Anzeiger Region Bern.ZUR PERSON
Matthias Erb ist im Simmental aufgewachsen und hat an der ETH Zürich und am Imperial College London Agrarwissenschaften studiert. Danach promovierte er an der Universität Neuenburg und arbeitete am Max-Planck-Institut für Chemische Ökologie in Jena. 2014 wurde er an die Universität Bern berufen. Im Zentrum seiner Forschung stehen pflanzliche Wirkstoffe, welche die pflanzliche Abwehr verbessern und so zu einer nachhaltigeren Landwirtschaft beitragen. Als Landwirt und Unternehmer setzt er sich zudem für die praktische Anwendung seiner Forschung ein.
DAS INSTITUT FÜR PFLANZENWISSENSCHAFTEN
Das Institut für Pflanzenwissenschaften an der Universität Bern widmet sich dem Verständnis der Funktionsweise, des Wachstums und der Entwicklung von Pflanzen. Die Grundlagenforschung am Institut umfasst viele Bereiche, von der Physiologie zur Ökologie, von Molekülen über Zellen bis hin zu ganzen Pflanzen und Vegetationen.
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